x射线的波长和晶体内部原子面之间的间距相近，晶体可以作为x射线的空间衍射光栅，即一束x射线照射到物体上时，受到物体中原子的散射，每个原子都产生散射波，这些波互相干涉，结果就产生衍射。衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。分析衍射结果，便可获得晶体结构。
对于晶体材料，当待测晶体与入射束呈不同角度时，那些满足布拉格衍射的晶面就会被检测出来，体现在xrd图谱上就是具有不同的衍射强度的衍射峰。对于非晶体材料，由于其结构不存在晶体结构中原子排列的长程有序，只是在几个原子范围内存在着短程有序，故非晶体材料的xrd图谱为一些漫散射馒头峰。
主要包括三部分：x射线光管、测角仪和检测器。采用应用广泛的cu靶作为x射线源，配备pixcel高能检测器，x射线发生装置价格，此检测器为固态探测器由65000个像素组成，每个像素的尺寸为55×55微米，每个像素都有独立电路，海南x射线发生装置，具有快速读出时间和较高的动态范围：每像素行每秒超过1300万次计数。
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